大型液壓缸的現場綜合修復方法

1．簡介

    35MN擠壓機液壓缸體積龐大，拆解難度大，常規機械加工維修周期長，修復困難，費用大，且機械加工后表面粗糙度難以保證。35MN擠壓機在使用時，由于該擠壓機液壓缸柱塞頭與缸體之間的導向帶和密封圈損壞，導致柱塞頭與液壓缸缸體內表面直接接觸，造成柱塞頭與液壓缸體表面嚴重拉傷，被迫停機。為確保缸體和柱塞頭的修復質量，縮短維修周期，減少維修費用，經過認真研究，制定可行性方案，決定進行現場修復。

2．損壞情況

    (1)柱塞桿損壞情況。圖T為柱塞桿示意圖，柱塞直徑1,050mm，柱塞重量17t。柱塞桿拉傷總面積20,000mm2，平均拉傷深度2mm，最深拉傷深度7mm。

    (2)液壓缸缸體損壞情況。圖U為液壓缸缸體示意圖，液壓缸缸體重30t，缸體內徑為1,120mm，缸體長度3,550mm，內表面粗糙度0.8。液壓缸缸體拉傷總面積350,000mm2，平均拉傷深度3mm，最深拉傷深度10mm。

 

3．現場修復方案

    綜合使用電刷鍍、脈沖冷焊和粘膠3種方法進行現場修復。

    (1)電刷鍍。對表面磨損均勻，磨損量較小的平面，采用電刷鍍的方法進行修復。電刷鍍是在電場的作用下，經過電化學氧化還原反應，使金屬離子做定向移動，沉積在被刷鍍表面，從而達到對磨損表面的修補。在電刷鍍過程中，以缸體為陰極，銅焊液作為陽極，使用鍍筆在被修復表面進行刷鍍。鍍筆外裹包套布，以一定的壓力與工件保持接觸并作相對運動，沉積過程間歇進行。

    在采用電刷鍍方法修補之前，需要對基體表面進行處理，處理工藝如下：

    1)機械法處理。用角磨機、銼、刮刀等工具，人工去除基材表面的銳角，毛刺，銹蝕，氧化皮等；

    2)電凈及活化處理。用電凈法及活化法去除表面油污、銹蝕、氧化皮、疲勞層及其他污垢。其中電凈法是用堿性電凈液除去油污，活化法是用鹽酸型溶液，去除表面的氧化膜和疲勞層，使金屬結晶露出表面，以提高鍍層的強度。

    電刷鍍鍍層性能好、結合強度高、沉積速度快、工件無熱變形、施工方便、容易掌握、對環境污染小、成本低廉、經濟效益和技術效果好。

    (2)脈沖冷焊。對細微的劃傷部位采用脈沖冷焊的方法進行修復。

    此方法是將儲存于電容器中的電能在瞬間釋放于電阻率較大的工件和補材之間的連接處，接觸電阻使焊絲與基體迅速發熱而熔接在一起，達到修補工模具的目的。

    脈沖冷焊之前采用機械處理的方法對基材進行凈化處理，去除表面的毛刺、氧化皮等。

    脈沖冷焊時發熱范圍小(＜3mm)發熱時間短(ms級)，工件不會產生變形、退火、變色現象。

    (3)粘膠。對拉傷面積較大，損傷較深的部位采用粘膠的方法進行表面修復。此方法是將加入二硫化鉬、金屬粉末、陶瓷粉末和纖維等特殊填料的膠粘劑，直接涂敷于材料或零件表面，使之具有耐磨、耐蝕等功能。

    粘膠方法工藝簡單、方便靈活、安全可靠，不需要專門設備，只需將配好的膠涂敷于清理好的零件表面，待固化后進行修整即可，常在室溫下操作，不會使零件產生熱功當量影響和變形。涂膠工藝為；

    1)清洗。對零件表面的油脂、水、銹跡、塵土等用汽油、柴油或煤油清洗，待揮發完畢后再用丙酮清洗，以確保修復表面的徹底清潔。

    2)處理基材。對基材表面用砂紙做表面處理，使基材完全露出。

    3)二次清洗及活化處理。用丙酮或專門清洗劑進行清洗。然后用噴砂、火焰或化學方法處理，提高表面活性。

    4)配制修補劑。嚴格按規定的比例將本劑(A)和固化劑(B)充分混合，并在規定的時間內用完。

    5)涂敷。在粘修表面上薄涂一層配制好的修補劑，反復刮擦使之與零件充分浸潤，然后將配制好的修補劑均勻涂至規定尺寸，并留出精加工余量。涂敷時盡可能朝一個方向移動，便于將修補劑內部的氣泡排出。

    6)固化。夏天為10h，冬天盡可能時間長一些，一般保持在24 h以上，加溫固化(約80℃)需2～3h。

    7)修整。人工對修補表面進行打磨，根據缸體內壁表面的曲面，用事先制作好的仿形磨具，裹上細砂紙，沿著缸體曲線進行打磨，在尺寸接近要求時，結合使用油石等工具進行表面處理，嚴格打磨量和表面粗糙度，直至修復達到使用要求。采用以上3種方法綜合修復后的缸體表面見圖V。

4．修復效果

    對我公司35MN擠壓機預壓缸采用了以上3種方法綜合修補后，經過8個月的運行，除了膠面在修復1個月后的檢查中，發現有一處面積約為40 mm2表面膠面脫落外，其他均完好無損，對脫落面進行再修復后，使用中經多次檢查，發現缸體內壁完好，表面無磨損和脫落，預壓缸壓力的各項參數保持良好。

5．常規機械修復方法與現場修復方法的比較

    采用常規的機械修復法，首先需要對該部件進行拆解，對損傷部位進行焊補后，拉運至機械加工廠家，進行機械加工，維修周期大約需要7個月。而現場表面修復，不需拆解、沒有焊補時的熱應力，備件無變形，維修周期約為80天，維修費用低、周期短，并可避免因備件的拆解而對設備造成的損壞。

    采用現場綜合修復方法對大型液壓缸進行修復，不僅修復質量高，維修周期短，維修費用低，安全、可靠，而且不會對缸體造成損壞。